К 2004 году затраты электроэнергии, которая тратилась на климат-контроль в серверных и ЦОД, оказались сопоставимы с тем, что потребляли сами серверы, СХД и сетевое оборудование. И со временем эта ситуация только усугублялась. Не удается не только обратить данную тенденцию вспять, но и хотя бы замедлить темпы роста затрат на охлаждение. И это при том, что производители компонент всячески пытаются снизить тепловыделение. И, надо сказать небезуспешно. Современные процессоры, например, рассеивают тепла в разы меньше, чем те, что применялись в середине «нулевых». Базовая логика тоже стала несколько менее «горячей». SSD накопители, которые также набирают популярность, разогреваются меньше, чем жесткие диски. Ну а тепловыделение последних хоть и не снизилось, но, по крайней мере не выросло. Тем не менее, проблема охлаждения серверного оборудования не теряет актуальности.
Этому способствуют в основном два фактора. С одной стороны, растет доля оборудования высокой плотности, как лезвий, так и стоечных серверов форм-фактора 1U. В таких условиях задача отвода тепла существенно усложняется. Растет и загрузка оборудования за счет все большего распространения технологий виртуализации и облачных вычислений. В результате при традиционном подходе «один сервер — одна задача» утилизация редко превышала 10%, то теперь этот показатель вырастает минимум до 30%.
В таких условиях все чаще взоры проектировщиков серверов обращаются в сторону систем жидкостного охлаждения. Теплоемкость жидкости существенно выше, чем у воздуха, и при этом на обеспечение ее циркуляции требуется меньше мощности. Эти технологии являются хорошим примером того, что все новое является хорошо забытым старым. Ведь водяное охлаждение применялось еще для оборудования на вакуумных приборах: лампах и электронно-лучевых трубках. Однако с распространением полупроводниковых приборов об этих технологиях опять надолго забыли. И опять о них пришлось вспомнить разработчикам суперкомпьютеров. В некоторых таких системах середины 90-х даже использовали жидкий азот. В современных суперкомпьютерах также используется жидкостное охлаждение. Так, согласно рейтингу энергоэффективных суперкомпьютеров мира Green500, именно такие системы занимают первые места с 2009 года. Некоторые компании серийно производят серверы, оснащенные системами жидкостного охлаждения. Среди них, в частности, российская «РСК СКИФ»
Использование жидкостного охлаждения позволяет на 30% снизить затраты электроэнергии ЦОД. При использовании наиболее совершенных технологий, в частности, фрикулинга, позволяет удвоить этот выигрыш. Также существенно (до 3 раз) снижаются затраты площади на размещение оборудования.
Вместе с тем, есть и определенные сложности. Так, например, требуется специально подготовленная вода, в противном случае возможно появление осадка и накипи, что чревато если не выходом оборудования из строя, то серьезными проблемами. Не все системы жидкостного охлаждения просты в установке. Использование некоторых решений существенно увеличивает массу оборудования, что также может осложнить задачу по его монтажу.
Тем не менее, технологии жидкостного охлаждения являются вполне зрелыми и готовыми к использованию. И перспективы их распространения видятся хорошими. На них стоит обратить самое пристальное внимание.
